DE936454C

DE936454C - Magnetic pulse generator, preferably for axis counting

Info

Publication number: DE936454C
Application number: DED17875A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Dipl-Ing Putz
Original assignee: Deutsche Bundesbank
Current assignee: Deutsche Bundesbank
Priority date: 1954-05-27
Filing date: 1954-05-27
Publication date: 1955-12-15

Description

Magnetischer Impulsgeber, vorzugsweise zur Achszählung Um in Gleisanlagen die Achsen vorbeilaufender Gleisfahrzeuge zu zählen, verwendet man unter anderem Dauermagnete, deren Feld durch den Spurkranz des Rades verändert wird. Diese magnetischen Impulsgeber haben den Vorteil, daß das vorbeilaufende Rad weder durch Berührung noch durch sein Gewicht auf den Impulsgeber einwirkt, sondern nur durch seine ferromagnetischen Eigenschaften. Der zur Achszählung erforderliche Strom- und Spannungsimpuls wird dabei im einfachsten Fall so erzeugt, daß sich eine Spule im Feld des Dauermagneten befindet, in der die beim Vorbeilaufen eines Spurkranzes entstehende Feldänderung einen Spannungsimpuls induziert.Magnetic pulse generator, preferably for axle counting Um in track systems Among other things, one uses to count the axles of passing track vehicles Permanent magnets, the field of which is changed by the wheel flange. These magnetic Pulse generators have the advantage that the passing wheel is not touched acts on the pulse generator through its weight, but only through its ferromagnetic Properties. The current and voltage pulse required for axle counting is in the simplest case it is generated in such a way that a coil is in the field of the permanent magnet in which the field change that occurs when a wheel flange is passed induces a voltage pulse.

Diese Anordnung arbeitet somit ohne bewegliche Kontakte und erlaubt eine robuste, wartungsfreie Ausführung des Impulsgebers. Es leuchtet jedoch ein, daß sie nicht für beliebig kleine Geschwindigkeiten brauchbar ist, weil sich die Stärke des Impulses nach dem Induktionsgesetz richtet, also der Geschwindigkeit des Fahrzeuges direkt proportional ist. Man hat daher verschiedene Wege gesucht, um magnetische Impulsgeber bis herab zur Geschwindigkeit Null, bei Stillstand des Rades über dem Impulsgeber, verwenden zu können.This arrangement thus works without moving contacts and allows a robust, maintenance-free version of the pulse generator. However, it makes sense that it cannot be used for arbitrarily small speeds, because the The strength of the impulse is based on the law of induction, i.e. the speed of the vehicle is directly proportional. Different ways have therefore been sought around magnetic pulse generators down to zero speed when the Wheel above the pulse generator.

Es sind Lösungen bekanntgeworden, die auf die Verwendung eines Relais hinauslaufen, dessen Anker durch die Feldänderung des Dauermagneten bewegt wird und einen elektrischen Kontakt betätigt, der seinerseits einen Impuls in einem elektrischen Stromkreis auslöst. Durch diese Maßnahme erhält man auch bei kleinsten Geschwindigkeiten bis herab zu Null einen Impuls von stets gleiches Stärke. Man muß dabei jedoch den Nachteil in. Kauf nehmen, daß man nun im Impulsgeber ein Relais mit beweglichen Kontakten hat, also mii empfindlichen Einzelteilen, die stets eine gewisse Wartung nötig haben und Anlaß zu Störungen geben können.Solutions have become known which relate to the use of a relay run out, whose armature is moved by the change in the field of the permanent magnet and actuates an electrical contact which in turn generates a pulse in an electrical Circuit trips. With this measure you get even at the lowest speeds until down to zero an impulse of always the same strength. However, you have to have the disadvantage in. Buy that you now have a relay with movable contacts in the pulse generator has, that is, with sensitive individual parts that always require a certain amount of maintenance and give rise to disturbances.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen magnetischen Impulsgeber ohne bewegliche Kontakte zu schaffen, der sowohl bei schnell laufenden Fahrzeugen anspricht, als auch bis zur Geschwindigkeit Null wirksam ist.The object of the invention is to provide a magnetic pulse generator without to create flexible contacts that respond to both fast-moving vehicles, as well as is effective down to speed zero.

Die Erfindung verwendet ebenfalls einen Dauermagneten mit Spule als Impulsgeber, vermeidet aber alle beweglichen Kontakte und ergibt dennoch durch Induktion hinreichend starke Impulse im ganzen Geschwindigkeitsbereich bis herab zu Null. Dies wird dadurch erreicht, daß der Dauermagnet beweglich ist und infolge' der Anziehung zwischen ihm und dem Rad seine Lage zur Spule verändern kann.The invention also uses a permanent magnet with a coil as Pulse generator, but avoids all moving contacts and still results through induction sufficiently strong impulses in the entire speed range down to zero. This is achieved in that the permanent magnet is movable and as a result of the attraction between him and the wheel can change its position relative to the coil.

Die Induktionswirkung auf die Spule entsteht hierbei auf zweierlei Weise: erstens infolge der Feldänderung, die sich durch das waagerechte Vorbeilaufen des Spurkranzes ergibt, also in der bereits bekannten Art; zweitens infolge der Feldänderung, die sich ergibt, wenn sich der Dauermagnet infolge der magnetischen Anziehung in Richtung auf das Rad hin bewegt. Die erste Induktionswirkung überwiegt bei höheren Geschwindigkeiten, etwa von 5 km/h aufwärts, die "zweite bei kleinen Geschwindigkeiten bis herab zu Null.The induction effect on the coil arises here in two ways Way: firstly as a result of the field change that is caused by the horizontal passage the flange results, so in the already known type; secondly as a result of the Field change that occurs when the permanent magnet is due to the magnetic Attraction moves towards the wheel. The first induction effect predominates at higher speeds, for example from 5 km / h upwards, the "second" for small ones Speeds down to zero.

Bei größeren Geschwindigkeiten des vorbeilaufenden Rades bleibt der Dauermagnet nahezu in Ruhe und die Stärke des induzierten Impulses ist der Geschwindigkeit proportional. Bei Geschwindigkeiten unter rund 5 km/h springt der Dauermagnet bei jedem" Rad nach oben, daher die Bezeichnung »Springmagnet«, und bewirkt dadurch einen zusätzlichen kräftigen Impuls, der sich dem erstgenannten gleichsinnig überlagert. Die Summe beider Impulsarten, die zur Achszählung benutzt wird, kann also bei keiner Geschwindigkeit ein bestimmtes Maß unterschreiten.At higher speeds of the passing wheel, the remains Permanent magnet almost at rest and the strength of the induced impulse is speed proportional. The permanent magnet kicks in at speeds below around 5 km / h every "wheel upwards, hence the designation" jumping magnet ", and thereby causes an additional powerful impulse which is superimposed on the former in the same direction. The sum of both types of impulses, which is used to count the axles, cannot be used for either Speed fall below a certain level.

Nachstehend wird ein derartiger, erfindungsgemäß ausgebildeter, magnetischer Impulsgeber beschrieben, bei dem die Änderung des Feldes eines Dauermagneten durch ein vorbeilaufendes Rad zur Erzeugung eineg Impulses in einer Spule dient; er ist dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet beweglich ist und infolge der Anziehung zwischen ihm und dem Rad seine Lage zur Spule verändern kann. Aufbau und Wirkungsweise eines magnetischen Impulsgebers nach diesem Prinzip sei an Hand der einander zugeordneten Abb. i und 2 erläutert.In the following, a magnetic one of this type, designed according to the invention, will be discussed Pulse generator described in which the change in the field of a permanent magnet by a passing wheel is used to generate a pulse in a coil; he is characterized in that the permanent magnet is movable and due to the attraction between him and the wheel can change its position relative to the coil. Structure and mode of operation a magnetic pulse generator based on this principle is based on the assigned Fig. I and 2 explained.

Bei der, praktischen Ausführung werden zwei Dauermagnete i und 2 verwendet, die zur Erzeugung des Impulses zusammenwirken, wobei jedem eine Spule 3 und q.. zugeordnet ist und beide Magnetfelder und Spulen antiparallel gerichtet sind, wie dies bei den Magneten durch Pfeile und die Polbezeichnungen N, S. und bei den im Querschnitt dargestellten Spulen durch die bekannten Umlaufsymbole angedeutet ist. Bei Reihenschaltung der Spulen erreicht man mit dieser Anordnung, daß sich die Wirkungen fremder Magnetfelder auf die Spulen in bekannter Weise ganz oder nahezu aufheben, die der beiden Dauermagnete jedoch addieren.In the practical version, two permanent magnets i and 2 are used, which work together to generate the pulse, each one having a coil 3 and q .. is assigned and both magnetic fields and coils are directed antiparallel, like this for the magnets by arrows and the pole designations N, S. and for the im Cross-section shown coils is indicated by the known circulation symbols. When the coils are connected in series, this arrangement results in the effects completely or almost completely cancel external magnetic fields on the coils in a known manner, add those of the two permanent magnets.

Die beiden Dauermagnete i und 2 sind auf folgende Weise zu einem U-förmigen Magnetsystem vereinigt: sie haften mit der einen Stirnfläche auf einem als gemeinsames Schlußjoch wirkenden Weicheisenstück 5 in` passenden Vertiefungen 6 und 7, so daß nur durch die magnetischen Kräfte beide zu einer starren-U-Form verbunden sind. Diese U-Form bringt den Vorteil, daß sich das Streufeld der Magnete überwiegend nach oben ausbreitet, wodurch sich die Anziehung zum Spurkranz hin wesentlich verstärkt.The two permanent magnets i and 2 are formed into a U-shape in the following manner Magnetic system united: they adhere with one end face to one as a common Final yoke acting piece of soft iron 5 in 'matching wells 6 and 7, so that only by the magnetic forces are both connected to a rigid U-shape. This U-shape has the advantage that the stray field of the magnets is predominantly spreads upwards, whereby the attraction to the wheel flange is significantly increased.

Dieses U-förmige Magnetsystem i, 2, 5 steht senkrecht unter dem vorbeilaufenden Spurkranz 8 und ist in senkrechter Richtung beweglich. Diese Bewegung ist nach oben durch die als Anschläge wirkenden Innenseiten der Spulenkörper g und io und nach unten durch die Stützen ii und 12 begrenzt. Die Innenseiten der Spulenkörper wirken als seitliche Führungen der beiden Dauermagnete, und zwar mit reichlichem Spiel, damit keine Verklemmungen durch Schmutzteilchen und ähnliches entstehen können. Die Spulenkörper sind zur Vermeidung von Wirbelströmen aus Isolierstoff', die Stützen i i und i2@ sind aus Nichteisenmetall, z. B. Messing.This U-shaped magnet system i, 2, 5 stands vertically below the one passing by Flange 8 and is movable in the vertical direction. That movement is up by acting as stops inside of the coil formers g and io and after limited below by the supports ii and 12. The insides of the bobbins work as lateral guides for the two permanent magnets, with plenty of play, so that no jams caused by dirt particles and the like can arise. The coil formers are made of insulating material to avoid eddy currents, the supports i i and i2 @ are made of non-ferrous metal, e.g. B. Brass.

Die Spulenkörper sind in einem Block 13 aus Isolierstoff befestigt und dieser durch zwei Bolzen 14 und 15 auf der metallischen Grundplatte 16, die mit dem Schienenfuß 17 starr verbunden ist. Auf der Grundplatte 16 sind auch die beiden Stützen ii und i2 befestigt. Die Bolzen 1q. und 15 sind in Abb. 2 zur besseren Übersicht weggelassen. Die Befestigung der Grundplatte i6. am Schienenfuß 17 ist, da für die Erfindung unwesentlich; nicht dargestellt.The bobbins are fastened in a block 13 made of insulating material and this is fixed by two bolts 14 and 15 on the metal base plate 16, which is rigidly connected to the rail foot 17. The two supports ii and i2 are also attached to the base plate 16. The bolts 1q. and 15 are omitted in Fig. 2 for a better overview. The fastening of the base plate i6. is on the rail foot 17, as it is not essential to the invention; not shown.

Damit sich das Magnetsystem 1,:2, 5 unter der Wirkung der Anziehung zwischen ihm und dem Spurkranz 8 nach oben bewegen kann, muß sein Gewicht durch Federkraft teilweise aufgehoben sein. In der dargestelltenAusführung geschieht dies durch die beiden gleich starken Druckfedern 18 und i9. Diese sind so bemessen, daß das Magnetsystem sich sprunghaft nach oben bewegt, wenn ein Spurkranz mit geringer Geschwindigkeit vorbeiläuft oder über dem Impulsgeber zum Stillstand kommt. Zu diesem Zweck genügt eine teilweise Aufhebung des Gewichtes, so daß das Magnetsystem in der Ruhelage noch mit einem gewissen Druck auf den Stützen ii, i2 aufliegt. Dies ist wichtig, weil sonst das Magnetsystem i, 2, 5 schon durch Erschütterungen der Schiene in stärkere senkrechte Bewegung geraten und falsche Impulse erzeugen könnte.So that the magnet system 1,: 2, 5 is under the effect of attraction between him and the flange 8 can move upwards, his weight must through Spring force be partially canceled. This is done in the illustrated embodiment by the two equally strong compression springs 18 and i9. These are dimensioned so that the magnet system moves up by leaps and bounds when a flange with low Speed passes or comes to a standstill via the pulse generator. To this Purpose is a partial lifting of the weight, so that the magnet system in the rest position still rests on the supports ii, i2 with a certain amount of pressure. this is important because otherwise the magnet system i, 2, 5 will already be caused by vibrations of the The rail could start moving vertically and generate false impulses.

Der Schienenkopf 2o bildet einen Rückschluß für die von denDauermagneten 1,:2 ausgehendenKraft- Linien. Dadurch entsteht eine einseitige, zum. Schienenkopf gerichtete magnetische Anziehung, die eine unerwünschte Reibung der Dauermagnete an den Spulenkörpern bewirkt. Um dies zu vermeiden, ist in den Block 13 ein eiserner Ausgleichkörper 21 eingesetzt, dessen Enden in Abb. i nur gestrichelt angedeutet sind. Die richtige Lage und Größe dieses Ausgleichkörpers sind durch Versuche leicht zu ermitteln.The rail head 2o forms a conclusion for the permanent magnets 1,: 2 outgoing power Lines. This creates a one-sided, to the. Rail head directional magnetic attraction that creates undesirable friction the permanent magnets on the bobbins. To avoid this, the Block 13 an iron compensating body 21 is used, the ends of which in Fig. I only are indicated by dashed lines. The correct position and size of this compensation body can easily be determined by experiments.

Die beweglichen Teile bestehen bei diesem Impulsgeber nur aus dem Magnetsystem i, 2, 5 und den Druckfedern 18 und i9. Die Führung des Magnetsystems in den Spulenkörpern 9, io ist sehr lose, Schmierung ist nicht nötig und die Abnutzung der Spulenkörper durch Reibung verschwindend klein. Das U-förmige Magnetsystem ist ein sehr robuster Körper, an dem keine Lockerungen und keine Beschädigungen vorkommen können. Der ganze Impulsgeber wird von einem nichtmagnetischen Gehäuse umschlossen, das in denAbbildungen nicht dargestellt ist, und braucht keinerlei Wartung. Dadurch, daß bewegliche Kontakte fehlen und die Impulse bei allen Geschwindigkeiten bis herab zu Null hinreichend stark sind, stellt dieser Impulsgeber einen Fortschritt gegenüber den bisher bekannten Ausführungen dar.The moving parts of this pulse generator only consist of the Magnet system i, 2, 5 and the compression springs 18 and i9. The management of the magnet system in the bobbins 9, io is very loose, lubrication is not necessary and the wear and tear the coil body is vanishingly small due to friction. The U-shaped magnet system is a very robust body with no loosening or damage can. The entire pulse generator is enclosed in a non-magnetic housing, which is not shown in the figures and does not require any maintenance. Through this, that moving contacts are absent and the impulses at all speeds down to are sufficiently strong towards zero, this pulse generator contrasts a progress the previously known versions.

Ein Impulsgeber nach diesem Prinzip kann überall da Verwendung finden, wo sich Eisenkörper mit wechselnden Geschwindigkeiten an einer bestimmten Stelle vorbeibewegen und ohne . Berührung einen Impuls auslösen sollen, z. B. Drehtüren, Drehkreuze, Stückzählungen an Fließbändern, Umdrehungszählungen an Maschinenteilen, Seilscheiben usw. Da dieser Impulsgeber keine Stromquelle und keinen Verstärker braucht, ist er in vielen Fällen anderen Zähleinrichtungen überlegen, die z. B. auf der Unterbrechung von Licht- oder Wärmestrahlen beruhen.A pulse generator based on this principle can be used anywhere where iron bodies with changing speeds at a certain point move past and without. Touch to trigger an impulse, e.g. B. revolving doors, Turnstiles, piece counting on assembly lines, revolution counting on machine parts, Sheaves etc. Since this pulse generator has no power source and no amplifier needs, it is in many cases superior to other counting devices that z. B. are based on the interruption of light or heat rays.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Magnetic pulse generator, preferably for axle counting on track systems, the change in the field of a permanent magnet being caused by a passing Wheel is used to generate a pulse in a coil, characterized in that the permanent magnet is movable and due to the attraction between it and the wheel can change its position relative to the coil.

2. Pulse generator according to claim i, characterized in that that two permanent magnets cooperate to generate a pulse, each one is assigned by two identical coils and both magnetic fields and coils are antiparallel are directed in such a way that the effects of external magnetic fields on the coils when connected in series, in a known manner, completely or almost completely cancel out those of the two However, add permanent magnets.

3. Pulse generator according to claim 2, characterized in that that each permanent magnet with one end face - north or south pole - on one acting as a common final yoke piece of soft iron in matching depressions magnetically adheres so that, only by the magnetic forces, both form a rigid U-shape are connected. q .. pulse generator according to claims 2 and 3, characterized in that that the coils encircle the permanent magnets and the inside of the coil formers are designed as guides and stops for the rod-shaped permanent magnets. 5. Pulse generator according to claims 2 to q., Characterized in that the axes of the rod-shaped permanent magnets are vertical and the weight of the magnet system is partially canceled by spring force. 6. Pulse generator according to claims i to 5. characterized in that to compensate for the resulting by the running rail one-sided magnetic attraction a compensation body made of iron in a suitable position and size is provided.